Огнебиозащитный состав для древесины и материалов на ее основе

Изобретение относиться к огнебиозащитным препаратам для древесины и материалов на ее основе. Препарат для защиты древесины и материалов на ее основе от огня, включает растворитель - воду, борную кислоту, диаммоний фосфат и аминоспирт общей формулы: (C_nH_2n+1)_kNH_3-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где: n, m=1-3, k=0-2, k+m≤3. Технический результат - получение препарата, обладающего повышенной огнезащитной эффективностью и защищающей способностью в отношении наиболее распространенных плесневых и деревоокрашивающих грибов. 5 табл.

 

Изобретение относится к области защиты древесины и древесных материалов, а именно к препаратам для защиты древесины и древесных материалов от биологического разрушения (например, низшими грибами) и возгорания. Может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где применяется древесина и изделия из нее, например в деревообрабатывающей и деревоперерабатывающей промышленности, строительстве.

Наиболее близким к предлагаемому препарату является огнезащитное покрытие «КЛОД 01» (Патент России RU №2140403 С1, МПК⁶ С04В 28/34, С04В 111:28, С09K 21/12), включающее (в мас.%):

- Первый слой. Карбамид (CO(NH₂)₂) - 20-34, диаммоний фосфат ((NH₄)₂HPO₄) 10-22, борную кислоту (Н₃ВО₃) - 4-6 и растворитель - воду - остальное.

- Второй слой. Фосфорорганическая кислота - 2,0-5,0, карбамид (CO(NH₂)₂) - 15-32.

Недостатком указанного состава является:

- недостаточная огнезащитная эффективность по ГОСТ 30028.3-93 при поверхностных методах нанесения (при расходах менее 600 г/м² по поглощению рабочих растворов).

- сравнительно узкий спектр действия по подавлению роста грибов, вызывающих деструкцию древесины, например, на одни из наиболее распространенных в наших климатических условиях, в частности невысокая биозащитная способность по отношению к плесневым грибам Aspergillus flavus, Penicillium cyclopium и Aspergillus niger.

Целью настоящего изобретения является:

- повышение огнезащитной эффективности по ГОСТ 30028.3-93 при поверхностных методах нанесения.

- повышение защищающей способности в отношении 27 наиболее распространенных в России видов плесневых и деревоокрашивающих грибов.

Технический результат достигается тем, что огнезащитное покрытие «КЛОД 01» вместо карбамида (СО(NH₂)₂) при формировании первого слоя содержит аминоспирт общей формулы (при этом необходимость формирования второго слоя отпадает): (C_nH_2n+1)_kNH_3-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3 (k+m≤3), k=0-2. При следующем соотношении компонентов:

Борная кислота (Н3ВО3)	5-40
Аминоспирт	2-20
диаммоний фосфат ((NH4)2HPO4)	10-40
растворитель (вода)	до 100

Препарат получают смешением компонентов. Составы приведены в таблице 1.

Таблица 1
Компонент препарата	Мас.%
Известный	Состав 1	Состав 2	Состав 3	Состав 4
Диэтилметаноламин	-	20	-	-	-
Метилэтаноламин	-	-	10	-	-
Диметилпропаноламин	-	-	-	2	-
Диэтаноламин	-	-	-	-	10
Борная кислота (Н3ВО3)	5	40	40	5	20
Карбамид (CO(NH2)2)	30	-	-	-	-
Диаммоний фосфат ((NH4)2HPO4)	20	10	40	40	30
Растворитель (вода)	45	30	10	53	40

Огнезащитная эффективность определялась по ГОСТ 30028.3-93.

Испытания проводят на образцах, изготовляемых из прямослойной воздушно-сухой древесины заболони сосны с плотностью 0,45-0,55 г/см³. Древесина не должна иметь видимых пороков по ГОСТ 2140.

Образцы древесины имеют размеры 15×15×6 мм (последний размер вдоль волокон). Отклонения размеров образцов не должны превышать ± 0,5 мм.

Защитное средство испытывают не менее чем при пяти поглощениях. Рекомендуемыми являются поглощения 5; 10; 20; 40; 80 кг/м³.

Поглощение, обеспечивающее потерю массы образцов древесины при горении, равную 25%, определяют по графику.

По значению этого поглощения устанавливают класс огнезащищающей способности защитных средств в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2
Поглощение защитного средства, обеспечивающее потерю массы 25%, кг/м3	Класс огнезащищающей способности защитного средства
Не более 30	I
Более 30, но менее 50	II
50 и более	III

По продолжительности самостоятельного горения образцов древесины пламенем и тлением устанавливают тип защитного средства по огнезащищающей способности (таблица 3).

Таблица 3
Класс огнезащищающей способности	Продолжительность самостоятельного горения образцов, с, не более	Тип защитного средства по огнезащищающей способности
пламенем	тлением
I	20	Не регламентируется	Пламягаситель
II	30
III	40
I	Не регламентируется	30	Антитлитель
II		50
III	70
I	20	30	Универсального действия
II	30	50
III	40	70

Поглощения, обеспечивающие потерю массы образцов древесины при горении, равную 25%, представлены в таблице 4.

Таблица 4
№ п/п	Препарат	Поглощение раствора, кг/м3	Поглощение сухих солей, кг/м3	Класс огнезащитной эффективности по по ГОСТ 30028.3-93
1	Известный	40	13,6	II
2	Состав 1	21	18,2	I
3	Состав 2	26	18,2	I
4	Состав 3	40	17,2	II
5	Состав 4	29	17,4	I

Как видно из таблицы, класс огнезащитной эффективности нового защитного средства выше при меньших поглащениях.

Токсичность препаратов по отношению к грибам синевы и плесени определяли по ГОСТ 30028.4. Испытание проведено на 27 видах грибов (штамм Сенеж), составляющих 3 группы по 9 видов каждая.

первая группа включала следующие виды грибов:	вторая группа включала следующие виды грибов:	третья группа включала следующие виды грибов:
Penicillium ochrochloron, Aspergillus terreus, Fusarium moniliforme, Penicillium brevicompactum, Fusarium poae, Aspergillus niger, Penicillium chrisogenum, Alternaria humicola, Phialophora fastigiata.	Fusarium javanicum, Fusarium merismoides, Paecylomyces varioti, Sporodesmium cladosporioides, Trichosporium heteromorphum, Aspergillus hennebergii, Discula pinicola, Cladosporium herbarum, Verticillium marguandi.	Aspergillus amstelodanum, Penicillium cyclopium, Alternaria tenuis, Aureobasidium pullulans, Fusarium culmorum, Penicillium purpurogenum, Aspergillus flavus, Leptographium lundbergii, Trichosporium harzianum.

Оценку эффективности защитного средства, как это предусмотрено ГОСТом, проводили по истечении 15 суток экспозиции, по средней площади поражения грибами поверхности образцов в процентах и по стадии развития гриба. Последняя оценивалась по пятибальной системе:

0 - абсолютно чистые образцы при визуальном осмотре и под микроскопом;

1 - визуально чистые образцы: при осмотре под микроскопом видны мелкие очаги в виде пятен одного вида деревоокрашивающих или плесневых грибов; стадия спороношения отсутствует;

2 - поверхностное развитие мицелия отдельных видов деревоокрашивающих и плесневых грибов в виде пятен; стадия спороношения отсутствует;

3 - обильное разрастание мицелия отдельных видов деревоокрашивающих или плесневых грибов; начало стадии спороношения одного из видов грибов;

4 - отчетливо виден рост грибов при визуальном осмотре, различные стадии спороношения большинства видов деревоокрашивающих и плесневых грибов;

5 - глубокое поражение деревоокрашивающими и плесневыми грибами всей площади образца, интенсивное спороношение.

Для определения пороговой концентрации, при которой антисептик по классификации ГОСТа не менее чем «эффективен», готовые препараты разбавляли растворителем (водой). Кроме того, определялась пороговая концентрация по отношению к плесневым грибам Aspergillus flavus, Penicillium cyclopium и Aspergillus niger. Результаты испытаний представлены в таблице 5.

Таблица 5
№ п/п	Препарат	Степень разведения (степень разведения - величина, обратно пропорциональная пороговой концентрации, показывающая во сколько раз необходимо разбавить исходный раствор, при равном исходном содержании целевого компонента для получения требуемой пороговой концентрации) по ГОСТ	Степень разведения (степень разведения - величина, обратно пропорциональная пороговой концентрации, показывающая во сколько раз необходимо разбавить исходный раствор, при равном исходном содержании целевого компонента для получения требуемой пороговой концентрации) по указанным видам грибов
1	Известный	5,5	6,0
2	Состав 1	6,1	7,5
3	Состав 2	9,0	9,5
4	Состав 3	5,5	6,5
5	Состав 4	7,3	8,2

Предлагаемый препарат по сравнению с известным в среднем на 27% эффективнее по отношению к ГОСТированной методике и на 30% более эффективен по отношению к плесневым грибам Aspergillus flavus, Penicillium cyclopium и Aspergillus niger. Это позволяет его использовать в более широкой области применения.

Препарат для защиты древесины и материалов на ее основе от огня, включающий растворитель - воду, борную кислоту Н₃ВО₃, диаммоний фосфат (NH₄)₂HPO₄, аминоспирт общей формулы: (C_nH_2n+1)_kNH_3-(k+m)(C_nH_2nOH)_m, где n, m=1-3, k=0-2, k+m≤3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Борная кислота Н3ВО3	5-40
Аминоспирт	2-20
Диаммоний фосфат (NH4)2HPO4	10-40
Растворитель	Остальное